научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

ЛЕБЕДЕВ А.В. — 2014 г.

На вибрационном магнитометре со сверхпроводящим соленоидом выполнены прямые измерения температурной зависимости намагниченности насыщения магнитной жидкости на основе магнетита. Намагниченность изменяется по закону 1 – T2. Коэффициент = 1.4 ? 10-6, что почти вдвое больше, чем у сплошного магнетита. С использованием новых поправок к температурной зависимости намагниченности частиц проведен анализ результатов измерения восприимчивости магнитных жидкостей, стабилизированных олеиновой и линолевой кислотами. Восприимчивость образцов предельной концентрации хорошо согласуется с теориями Иванова–Хуке–Люкке и Морозова. Восприимчивость образцов средней концентрации хорошо описывается только теорией Иванова. Восприимчивость образцов малой концентрации в случае образования агрегатов возрастает до уровня, предсказываемого теорией Морозова. При расширении распределения частиц по размерам уровень межчастичных взаимодействий снижается.

МАНЖАЙ В.Н., ФУФАЕВА М.С. — 2014 г.

Получены пены из водных растворов поливинилового спирта двумя разными способами: диспергационным (механическим), т.е. путем пропускания газа через пористую среду в водный раствор поливинилового спирта и конденсационным (химическим), т.е. при проведении газогенерирующей реакции непосредственно в полимерном растворе. Исследовано влияние способа формирования пены на ее устойчивость и дисперсность. Установлено, что при конденсационном способе вспенивания водного раствора поливинилового спирта азотом образуется более устойчивая и мелкодисперсная пена высокой кратности, чем при пропускании газа через полимерный раствор. После проведения химической реакции в полимерном растворе и последующего цикла замораживания–оттаивания пены из нее были сформированы пенокриогели и определены значения их модуля упругости, температуры плавления и коэффициента теплопроводности.

ДУДАРКО О.А., ЗУБ Ю.Л., МАТКОВСКИЙ А.К., СЛЕСАРЕНКО В.В., ЮРЧЕНКО Г.Р. — 2014 г.

С применением темплатного метода (ПАВ – Pluronic 123) в кислой среде (концентрация хлористоводородной кислоты составляла 1.72 М) синтезирован кремнезем, содержащий протонированные 3-аминопропильные группы. Данные дифрактометрии свидетельствуют о наличие в полученном образце высокоупорядоченной гексагональной структуры, что согласуется с высокими величинами удельной поверхности и сорбционного объема пор этого образца (Sуд = 880 м2/г, Vс = 1.28 см3/г), характерными для материалов типа SBA-15. Однако данные просвечивающей электронной микроскопии свидетельствуют о наличии в этом материале двух фаз, одна из которых подобна мезопористому кремнезему типа SBA-15, а вторая относится к так называемым “сотовым пенам”. Реакцией ионного обмена на поверхности пор была закреплена фосфорномолибденовая кислота, H3[P(Mо3O10)4], что подтверждено данными ИК-спектроскопии и термогравиметрии. Такая функционализация приводит к заметному уменьшению величин Sуд и Vс образца, но не влияет на форму изотермы, что свидетельствует о сохранении структуры кремнезема.

БОРИСЮК П.В., ВАСИЛЬЕВ О.С., КРАСАВИН А.В., ЛЕБЕДИНСКИЙ Ю.Ю., ТРОЯН В.И. — 2014 г.

Представлены результаты исследования электронной структуры торийсодержащих кластеров, сформированных при электрохимическом осаждении на поверхности естественного оксида кремния. Методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и спектроскопии характеристических потерь энергии электронов восстановлено взаимное расположение зон кластеров и подложки оксида кремния. Сделан вывод о том, что исследуемая система кластер/подложка может быть перспективной для исследований ядерного низколежащего изомерного перехода в изотопе 229Th.

БАКЛАНОВ А.М., БАЛДИН М.Н., КОДЕНЕВ Г.Г., САМОДУРОВ А.В. — 2014 г.

Экспериментально изучена изотермическая нуклеация пересыщенного пара ибупрофена-рацемата в проточной диффузионной камере при температуре 293.3 и 301.2 K. Измерены скорости нуклеации в зависимости от пересыщения в диапазоне от 104 до 109 см-3 с-1. В соответствии с первой теоремой нуклеации для измеренных скоростей найдены числа молекул в критических зародышах, что позволило получить также скорости нуклеации и пересыщения в зависимости от размера критического зародыша. Сравнение результатов экспериментов с теоретическими предсказаниями показало, что измеренные скорости зародышеобразования в функции числа молекул в критических зародышах на 6–7 десятичных порядков превосходят скорости, предсказываемые классической теорией, и в пределах порядка согласуются со скоростями, предсказываемыми предложенной ранее в работе одного из авторов теорией, рассматривающей зародышевые кластеры как микроскопические объекты.

АРШАКЯН Г.А., ЗАДЫМОВА Н.М. — 2014 г.

Показано, что оствальдово созревание является причиной деградации модельных миниэмульсий гептан/вода с низким содержанием дисперсной фазы, содержащих в качестве единственного стабилизатора Твин 80 (Tw), гидроксипропилцеллюлозу (НРС), лекарство (амлодипин (Am) либо фелодипин (F)) или усилитель проницаемости кожи (глицерил моноолеат (GMO)). Эффективность ингибирующего воздействия на оствальдово созревание возрастает в следующей последовательности: Am < Tw < GMO < HPC < F. Проанализированы различные механизмы ингибирования оствальдова созревания гидрофильными (Tw, HPC) и липофильными поверхностно-активными стабилизаторами (Am, F, GMO), что позволило получить стабильную высококонцентрированную миниэмульсию, содержащую F, GMO, HPC и Tw, перспективную для фармацевтического применения.

ВЫСОЦКИЙ В.В., ЗАЙЦЕВА А.В., РОЛДУГИН В.И., СЕНЧИХИН И.Н., УРЮПИНА О.Я. — 2014 г.

Исследован процесс формирования кольцевых осадков при испарении капель дисперсий наночастиц серебра на подложках из алюминия, меди и никеля, определены геометрические характеристики и проводимость осадков. Продемонстрировано наличие особенностей в процессе формирования осадка на указанных подложках по сравнению с гидрофильными стеклянными подложками. Эти особенности приводят к значительным различиям в геометрических параметрах и структуре осадков, формирующихся на подложках разной природы. При этом сохраняются качественные закономерности изменения геометрических параметров осадков и их проводимости с размером (численной концентрацией) наночастиц серебра.

ЛЕОНТЬЕВ Л.Б., МАЙОРОВ В.И., ХАЛЬЧЕНКО И.Г., ШАПКИН Н.П., ШАПКИНА В.Я., ШКУРАТОВ А.Л. — 2014 г.

Состав и структура образцов вермикулита, последовательно модифицированного соляной кислотой и хитозаном, исследованы с помощью рентгенофлуоресцентного анализа, рентгенофазового анализа, а также инфракрасной спектроскопии. Определены их адсорбционные характеристики по отношению к азоту и красителям различной природы, и рассчитаны параметры пористой структуры. Показано, что при обработке кислотой исходного вермикулита резко повышается содержание кремния (в составе аморфного кремнезема) и изменяется слоистая структура силиката. Одновременно значительно возрастают удельная поверхность и объем пор.

БИЛИБИН А.Ю., ЗОРИН И.М., МЕЛЬНИКОВ А.Б., МОЛЧАНОВ В.С., ЩЕРБИНИНА Т.М. — 2014 г.

Методами кондуктометрии, капиллярной и ротационной вискозиметрии, изотермической поступательной диффузии и атомно-силовой микроскопии исследована ассоциация мицеллообразующего мономера, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната н-додециламмония, в водных растворах в диапазоне концентраций 1.5 ? 10-3 2.5 ? 10-1 М. Определены две критические концентрации мицеллообразования, высказаны предположения о форме мицелл 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната н-додециламмония.

ГОЛИКОВА Е.В., МОЛОДКИНА Л.М., НОВИКОВА Н.А., ЧЕРНОБЕРЕЖСКИЙ Ю.М. — 2014 г.

Методом поточной ультрамикроскопии исследована кинетика агрегации монодисперсного золя кремнезема (размер частиц 220 нм) в водных растворах NaCl в интервале pH 2.0–10.2. Установлено, что медленная коагуляция золя протекает по безбарьерному механизму в дальнем потенциальном минимуме, возникающем в результате сложения дисперсионных сил притяжения и структурных сил отталкивания. Продемонстрировано влияние pH и концентрации NaCl на параметры структурной компоненты энергии взаимодействия частиц SiO2.

БАКЛАНОВ А.М., ВАЛИУЛИН С.В., ВОСЕЛЬ С.В., КАРАСЕВ В.В., ОНИЩУК А.А., ПУРТОВ П.А. — 2014 г.

Разработана методика определения угла смачивания критического зародыша, образующегося на затравочных частицах при гетерогенной нуклеации пара в проточной камере. Методика включает в себя определение доли укрупнившихся частиц, также селективную сепарацию наночастиц по размерам, что позволяет найти зону интенсивной нуклеации. Концентрация и распределение по размерам аэрозольных частиц были измерены с помощью диффузионного спектрометра аэрозолей. В ходе работы из решения задачи массопереноса были найдены распределения концентрации пара в камере и рассчитаны поля пересыщения. Рассчитанные поля пересыщения находятся в хорошем согласии с областью протекания интенсивной нуклеации, найденной экспериментально по селективной сепарации. Определены доли укрупнившихся частиц в зависимости от величины пересыщения в камере. Выведена формула, позволяющая рассчитать долю укрупнившихся частиц и функцию их распределения по размерам при известных полях пересыщения и температуры и заданном угле смачивания. Углы смачивания выбирались так, чтобы рассчитанная доля укрупнившихся частиц совпадала с измеренной экспериментально. Найдено, что в случае затравочных частиц оксида вольфрама угол смачивания образующегося на них критического зародыша серы находится в интервале 21.2°–20.5° для затравочных частиц со средним радиусом Rp 5.8–4.4 нм, в случае частиц хлорида натрия угол смачивания находится в интервале 20.4°–17.4° для частиц с Rp 6.0–4.4 нм. Обнаружено, что размер критического зародыша в обоих случаях прямо пропорционален рассчитанному среднему радиусу затравочных частиц Rp .

БЫЧКОВА А.В., ПРОНКИН П.Г., РОЗЕНФЕЛЬД М.А., СОРОКИНА О.Н., ТАТИКОЛОВ А.С. — 2014 г.

Получены наночастицы магнетита с устойчивыми покрытиями из бычьего и человеческого сывороточного альбумина. Для закрепления покрытий использован свободнорадикальный способ сшивания белков, основанный на их свойстве формировать межцепочечные ковалентные связи под действием свободных радикалов, в генерации которых участвуют ионы металлов переменной валентности на поверхности наночастиц. Впервые для описания свойств покрытий использован метод спектрально-флуоресцентных зондов с применением красителей различных классов. Продемонстрирована целесообразность использования полиметиновых и скварилиевых красителей для оценки функциональных свойств белков в составе покрытий при исследовании процессов адсорбции и свободнорадикального сшивания белка на наночастицах. Показано, что до 50% макромолекул, входящих в состав альбуминового покрытия, сшитого по свободнорадикальному механизму, сохраняют способность к связыванию с флуоресцентным красителем. Сделан вывод о сохранении белком нативных функциональных свойств в составе покрытий.

РУСАНОВ А.И. — 2014 г.

Рассмотрены случаи капиллярной конденсации и капиллярного испарения в клиновидной трещине. Капиллярное испарение – сравнительно новое явление, которое противоположно капиллярной конденсации и случается при раскалывании твердого тела в несмачивающей жидкости. Для обоих случаев рассчитано положение мениска внутри трещины как функция его радиуса кривизны, краевого угла и угла раствора трещины. Проанализировано влияние температуры на положение мениска: с ростом температуры он смещается от газовой к жидкой фазе. Установлены закономерности движения мениска в ходе роста трещины: при конформном механизме роста сохраняется абсолютное положение мениска (т.е. он движется с той же скоростью, что и фронтальная линия трещины), а при глубинном механизме роста – его относительное положение.

РУСАНОВ А.И. — 2014 г.

Проанализированы термодинамические соотношения для работы образования трещины с мениском в случае капиллярной конденсации и капиллярного испарения. Рассмотрены случаи конформного и глубинного механизма роста трещины. Показано, что одни лишь капиллярные силы не могут приводить к разрушению твердого тела при возникновении мениска в трещине. Установлены критерии прочности при хрупком разрушении и рассчитаны поправки, связанные с наличием мениска в трещине. Как правило, возникновение мениска снижает предел прочности.

ВАСИН С.И., ХАРИТОНОВА Т.В. — 2014 г.

Решена задача об обтекании однородным на бесконечности потоком жидкости капсулы, состоящей из фрактальной оболочки и содержащей внутри жидкость, идентичную внешней. Течение во фрактальном слое описывается уравнением Бринкмана, причем вязкость эффективной среды считается отличной от вязкости чистой жидкости. Найдены распределения скорости и давления, вычислена сила гидродинамического воздействия на капсулу.

БАРВИНЧЕНКО В.Н., ЛИПКОВСКАЯ Н.А., ФЕДЯНИНА Т.В. — 2014 г.

Спектрофотометрическим методом изучены таутомерные превращения кверцетина в растворах катионного ПАВ мирамистина. Установлено, что при pH 6 моноанион енольной формы кверцетина необратимо переходит в моноанион кето-формы, причем скорость этого процесса зависит от концентрации ПАВ и pH раствора. Показано, что енольная форма является более устойчивым таутомером кверцетина в водных растворах, а кетонная форма стабилизируется в средах, содержащих мирамистин. Определены кажущиеся константы диссоциации енольной (pK = 6.60) и кетонной (pK = 5.64) таутомерных форм кверцетина в мицеллярных растворах мирамистина.

БУСЕВ С.А., ВЫСОЦКИЙ В.В., ГАДЗАОВ А.Ф., КУЗЬМИН В.И., РЕВИНА А.А., ТЫТИК Д.Л. — 2014 г.

Предложен подход для поиска пространственно-временных параметров в эффекте образования колец Лизеганга, связывающий процессы образования наночастиц и формирования из них плотных периодических осадков. Методом динамического рассеяния света выявлено периодическое изменение интенсивности рассеяния света наночастицами разных размеров, из которых идет образование колец Лизеганга. Найдена взаимосвязь между периодами изменения интенсивности рассеяния света наночастицами (микропроцесс) и временами образования колец Лизеганга в целом (макропроцесс).

ШЕВКУНОВ С.В. — 2014 г.

Методом Монте-Карло в биканоническом статистическом ансамбле рассчитаны свободная энергия, энтропия и работа гидратации иона Cl- в модельной плоской поре шириной 0.5 и 0.7 нм при температуре 298 и 400 K. Применена детализированная модель непарных взаимодействий с ионом, согласованная с экспериментальными данными по свободной энергии и энтальпии реакций присоединения в парах воды. В условиях ограниченного объема равновесный размер гидратной оболочки существенно уменьшается, причем эффект усиливается в области средних и больших размеров. С понижением температуры в парах умеренного пересыщения ион в условиях нанопоры теряет свою гидратную оболочку. В пересыщенных парах сформировавшаяся на ионе гидратная оболочка термодинамически устойчива, а кризис устойчивости смещается в область больших размеров. Причиной усиления термодинамической устойчивости в поре является повышение химического потенциала молекул из-за дефицита ближайших соседей и понижения энтропии в условиях ограниченного объема. Повышение температуры сопровождается нивелированием эффекта выталкивания иона из его собственной гидратной оболочки. Закономерности, полученные в рамках оценочной модели на основе капиллярного приближения, качественно согласуются с результатами компьютерного моделирования.

АНТРОПОВА Т.В., ВОЛКОВА А.В., ЕРМАКОВА Л.Э., МУРТУЗАЛИЕВА Ф.Г. — 2014 г.

Определены структурные (удельная поверхность, коэффициент фильтрации жидкости, средний радиус пор, объемная пористость, коэффициент структурного сопротивления) и электрокинетические (числа переноса противоионов, удельная электропроводность, электрокинетический потенциал) характеристики пористых стекол различного состава в растворах нитрата калия с концентрацией 10-3 10-1 М. Показано, что для всех исследованных мембран наблюдается предсказываемая теорией двойного электрического слоя зависимость коэффициентов эффективности и чисел переноса противоионов от концентрации электролита и размера пор. Установлено, что при постоянной концентрации электролита абсолютные значения электрокинетического потенциала увеличиваются с ростом среднего радиуса пор вследствие изменения положения границы скольжения.

ЗАКОРДОНСКИЙ В.П., СОЛТЫС М.Н. — 2014 г.

Методом ротационной вискозиметрии изучены реологические свойства водных дисперсий диоксида титана. Установлено, что исследуемые дисперсные системы характеризуются высоким уровнем структурирования, степень которого резко возрастает при увеличении объемного содержания твердой фазы . При содержании твердой фазы 0.164 разрушение дисперсной структуры сопровождается появлением локального разрыва сплошности и аномальной зависимостью вязкости от напряжения сдвига. Полученные результаты проанализированы в рамках теории агрегированных систем Урьева. Рассчитаны радиусы агрегатов и значение максимального содержания твердой фазы , соответствующее формированию сплошной дисперсной структуры в условиях динамического воздействия.